Интернет журныл о промышленности в Украине
Впервые точно измерены взаимодействия атомов и углеродных поверхностей
Опубликовано: 26.02.2019
Физики из университета Вашингтона провели наиболее точные контролируемые измерения взаимодействий между атомами и молекулами.
Они включают воздух и тип углеродной поверхности, используемой в электродах батарей и воздушных фильтрах. Так была получена ключевая информация, необходимая для улучшения технологий.
Группа во главе с профессором физики Дэвидом Кобденом использовала углеродную нанотрубку — бесшовную полую графеновую структуру в миллион раз тоньше питьевой соломинки, которая действует как транзистор, чтобы изучить, что происходит, когда атомы газа вступают в контакт с поверхностью нанотрубки.
Результаты опубликованы в издании Nature Physics.
Кобден сообщил, что ему с соавторами удалось выяснить: когда атом или молекула касаются поверхности нанотрубки , малая доля заряда одного электроны передается этой поверхности, что приводит к измеримому изменению электрического сопротивления.
« Этот аспект взаимодействия атомов с поверхностью ранее никогда не был установлен однозначно», сказал Кобден. „Когда к трубке прикрепляется одновременно много атомов, измерение показывает их коллективные пляски, включая значительные колебания, которые происходят при нагревании, аналогично кипению воды“.
В литиевых батареях атомы лития прикрепляются к углеродным электродам и отдают им часть заряда, а в фильтрах с активированным углем молекулы прикрепляются к поверхности углерода, чтобы затем их удалить, пояснил Кобден.
« Различные формы углерода, включая нанотрубки, рассматриваются для использования в хранении водорода или другого топлива, и все потому, что они обладают большой площадью поверхности, доступной для прикрепления молекул топлива. Однако эти технологические ситуации чрезвычайно сложны, и их трудно выполнить с высокой точностью», отметил ученый.
Данная работа привела к наиболее точным управляемым измерениям указанных взаимодействий, и она позволит ученым узнать новые вещи о взаимодействии атомов и молекул с углеродной поверхностью, что важно для совершенствования многих технологий, включая батареи, электроды и воздушные фильтры.